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转向一个古老的细菌对手 希望找到抗生素的替代品

在19世纪末,英国细菌学家欧内斯特·汉金报1 ,印度的恒河和Jumna河流的水域显示的挫败霍乱蔓延的抗菌性能。但直到1917年,当巴黎Institut Pasteur的微生物学家Felix d'Herelle首次描述了能够感染细菌的病毒时,噬菌体一词就被创造出来了。噬菌体是一种病​​毒,它们将自身附着在细菌表面的特定受体上,使它们进入它们的宿主,在它们内部繁殖,并经常杀死它们。每种类型的噬菌体只能感染具有它们可以结合的受体的细菌,使它们对某些类型非常特异。

在短时间内,噬菌体显示出作为抗菌疗法的希望。但是,随着d'Herelle的发现大约15年后抗生素的出现,大多数西方世界将注意力转向抗生素,大部分都放弃了噬菌体研究。

转向一个古老的细菌对手 希望找到抗生素的替代品

但在4月份,世界卫生组织(WHO)发出警告,警告过度使用会导致抗生素耐药性的未来。

在有数据提供的阿拉伯国家中,没有一个国家报告有抗微生物药物耐药性的国家行动计划,而据报道,在世界卫生组织东地中海区域的21个国家中,有9个国家没有处方抗生素。

抗生素替代品

这些国家中有埃及,滥用抗生素引起了一些埃及研究人员的关注,他们将噬菌体视为抗生素替代品。

“我曾多次与科学技术发展基金会(STDF)和[科学研究与技术研究院]讨论过需要投入大量资金进行埃及的噬菌体研究,”艾因夏姆斯大学农业病毒学家塔雷克说。 El-Arabi,“因为过度使用抗生素来控制动物的细菌性疾病现在已经失去控制。”

STDF已经向位于开罗郊外的Zewail科技城的一个项目提供了150万埃及镑(约200,000美元),以开发一种基于噬菌体的工具,可以检测和识别来自食物链和医院的样本中的致病菌。

过度使用抗生素来控制动物的细菌性疾病现在已经失去控制。

此外,埃及科学研究和技术研究院通过其欧盟资助的研究,开发和创新计划,授予El-Arabi实验室444,000欧元,用于寻找感染埃及番茄和马铃薯植物的各种病原体的天然拮抗剂。作为该项目的一部分,El-Arabi和他的团队与德国和奥地利的研究所合作,分离出噬菌体并对它们进行了针对细菌青枯菌和沙门氏菌的检测。

El-Arabi还监督其他几个与噬菌体有关的研究生研究项目。一名硕士生正在使用噬菌体外套来保护细菌根瘤菌,这种细菌对豆类和小扁豆等豆科植物有益于噬菌体的攻击。它们是噬菌体通常结合的阻断受体,因此“当野生噬菌体在环境中遇到细菌时,它们将无法与宿主结合,”El-Arabi解释说。

另一名学生正与加拿大圭尔夫大学的一位同事合作,分离他们希望可以控制艰难梭菌的噬菌体,这是一种影响消化系统的抗性细菌。

El-Arabi还与Zewail City科技大学的微生物学家Ayman El-Shibiny合作。El-Shibiny的实验室专门致力于研究噬菌体的研究工作。

“我们在埃及有一个非常严重的问题,抗生素抗性细菌,”El-Shibiny说。他敦促说:“我们必须执行禁止销售抗生素的法规,并建立一个连接埃及所有医院的网络,以确定任何爆发和任何致病菌。”

El-Shibiny正在从周围的埃及环境中分离噬菌体,希望能找到该国特有的细菌噬菌体。他说,他的目标是在Zewail市建立一个噬菌体银行,并在埃及和阿拉伯地区建立第一个专门的研究中心进行噬菌体治疗。

除了他的STDF资助的项目,使用噬菌体作为食物链和医院中病原体的快速检测工具,El-Shibiny还致力于创建一种可用于伤口感染和糖尿病患者的噬菌体混合物。脚,糖尿病患者的危险感染,可导致坏疽和强迫截肢。

再往北在埃及富饶的三角洲地区,Zagazig大学的微生物学家艾哈迈德·阿斯科拉(Ahmed Askora)一直将医院废水中的噬菌体与目标铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)隔离开来,铜绿假单胞菌是一种可导致人类危及生命的感染的细菌。

Askora成功地在感染细菌的大鼠身上测试了他的噬菌体,并且正处于法国巴黎南部大学噬菌体基因组测序的最后阶段,以确定负责杀死细菌的特定基因。“全基因组测序需要埃及无法提供的非常具体的设备,”Askora解释说。

通过鉴定负责细菌裂解的基因,Askora希望用它来开发商业用途的治疗产品,这个目标还需要几年的时间。

创建数据库

全基因组测序需要埃及无法提供的非常具体的设备。

来自开罗大学药学院的微生物学家Ramy Aziz对基因组测序后的噬菌体研究阶段特别感兴趣。他曾参与PhAnToMe发展(pH值年龄的符号,以 OLS和我 thods),2009年至2012年间在美国创建了一个噬菌体数据库。

根据Aziz的说法,数据库的资金已经结束,但它仍在不断更新,现在它拥有2000多种噬菌体的基因组序列,使其成为最全面的噬菌体数据库之一。

PhAnToMe包含一种工具,可帮助识别已注入细菌基因组内的噬菌体基因组材料。Aziz在该工具开发中的作用是帮助软件开发人员“教授”该程序如何以合理的准确度区分噬菌体基因组材料。

Aziz培训世界各地的科学家进行噬菌体基因组分析,作为该领域为数不多的专家之一。他还热衷于培训他在开罗大学的学生使用计算机程序来识别噬菌体基因组序列。他说,基因组分析需要大量的知识和许多人力资源 - 开罗大学的大型学生团体可以充分提供这些资源。Aziz最近是一个大型国际团队的成员, 该团队在人类肠道中发现了2种最丰富的病毒crAssphage,他们认为这种病毒以Bacteroides为宿主。

埃及确实似乎是一个日益增长的噬菌体研究中心,但阿拉伯世界其他地区的科学家们对该地区表现出了兴趣 - 尽管它们之间的联系微不足道。

在卡塔尔的卡内基梅隆大学,生物化学家Annette Vincent和她的本科学生Umm-Kulthum Umlai惊讶地成功地从大学周围干燥干旱的沙地中分离出针对Athrobacter woluwensis的噬菌体。在通常被大量氯杀死之前,该细菌用于废水处理中的脱氮和去磷酸化。文森特希望他们的噬菌体可以为卡塔尔的废水处理提供更安全的氯替代品。

©Ayman El-Shibiny

在贝鲁特美国大学,生物化学家和生物学副教授科林史密斯正在研究RNA-蛋白质相互作用以及这些大分子相互作用如何发展。一些噬菌体通过RNA-蛋白结合来调节它们的基因表达,噬菌体提供了有趣的RNA-蛋白质相互作用和系统的两个实例,用于显示遗传漂变如何导致新的识别模式。小的,特异性的RNA-蛋白质相互作用发生在其他病毒中,包括HIV,并且了解识别如何发展可以提供对病毒如何适应新宿主的深入了解。

这一研究领域在该地区继续增长,其他国家,如突尼斯和沙特阿拉伯,也开展了关于噬菌体的研究计划。

El-Arabi表示,埃及病毒学会希望在2016年底举行的下一届阿拉伯区域会议上组织关于噬菌体研究的会议。他希望这将为在该领域开展研究的阿拉伯科学家之间建立更好的网络打开大门。“我们不知道谁在做什么,”他说。他解释说,阿拉伯地区的许多研究人员在当地期刊上发表他们的工作,而该地区的其他同事无法访问。通常只有当研究达到影响较大的期刊时,同事才能意识到自己的工作。就该地区的噬菌体研究而言,这一级别的出版仍然有限。

El-Arabi认为埃及可以成为“噬菌体研究的核心”,因为该国的法律法规允许在欧洲国家的法律体系下更难以进行的动物和组织培养实验。“例如,只要涉及动物福利的其他道德要点,我们对试验次数或每次试验中使用的动物数量没有特定限制,”他解释说。“其次,对于田间应用,许多农民通常愿意让我们尝试新方法来控制植物细菌病原体。”他解释说,这可以研究噬菌体的毒性及其对疾病的影响。

El-Arabi认为,对于对噬菌体研究感兴趣的埃及研究人员在一项大型研究中进行合作将是有益的,其结果最终可以提交给政府官员,使他们相信这一研究领域的重要性。

他说,还需要在适当的时候解决缺乏批准噬菌体产品许可的监管机制的问题。

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